JP2696345B2 - リン酸カルシウム系セラミックス焼結体 - Google Patents
リン酸カルシウム系セラミックス焼結体Info
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- JP2696345B2 JP2696345B2 JP63181097A JP18109788A JP2696345B2 JP 2696345 B2 JP2696345 B2 JP 2696345B2 JP 63181097 A JP63181097 A JP 63181097A JP 18109788 A JP18109788 A JP 18109788A JP 2696345 B2 JP2696345 B2 JP 2696345B2
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Description
【発明の詳細な説明】 「利用分野」 本発明は、耐酸性に優れたリン酸カルシウム系セラミ
ックス焼結体に関する。
ックス焼結体に関する。
「従来技術及びその問題点」 ハイドロキシアパタイトCa10(PO4)6(OH)2焼結体は、
優れた生体親和性を有することから、従来、人工歯根、
人工骨などの生体材料として臨床の場で用いられてい
た。しかし、ハイドロキシアパタイトは耐酸性に欠けて
おり、酸性条件下では、容易に溶解浸食されるという欠
点を有していた。このことは、生体内にハイドロキシア
パタイトセラミックスから成る材料が移植された場合、
表面から侵食され、その結果、材料の機械的強度が著し
く低下する恐れのあることを示唆する。また、他の分野
で使用された場合でも、湿潤雰囲気では、セラミックス
の一部が溶解し、材料の特性の劣化の原因となる可能性
がある。
優れた生体親和性を有することから、従来、人工歯根、
人工骨などの生体材料として臨床の場で用いられてい
た。しかし、ハイドロキシアパタイトは耐酸性に欠けて
おり、酸性条件下では、容易に溶解浸食されるという欠
点を有していた。このことは、生体内にハイドロキシア
パタイトセラミックスから成る材料が移植された場合、
表面から侵食され、その結果、材料の機械的強度が著し
く低下する恐れのあることを示唆する。また、他の分野
で使用された場合でも、湿潤雰囲気では、セラミックス
の一部が溶解し、材料の特性の劣化の原因となる可能性
がある。
一方、フッ素アパタイトがハイドロキシアパタイトに
比べて、溶解性が低いことは既に公知であり、例えば、
ハイドロキシアパタイトを主成分とするヒトの歯の表面
にフッ素化合物を含む溶液を塗布し、表面をフッ素アパ
タイトに変化させることによって耐酸性を高め、ウ蝕を
防止する試みが古くから行われ、その効果が確認されて
いる。
比べて、溶解性が低いことは既に公知であり、例えば、
ハイドロキシアパタイトを主成分とするヒトの歯の表面
にフッ素化合物を含む溶液を塗布し、表面をフッ素アパ
タイトに変化させることによって耐酸性を高め、ウ蝕を
防止する試みが古くから行われ、その効果が確認されて
いる。
しかし、従来、人工の歯や骨などのバイオセラミック
スとして使用しうるフッ素アパタイト焼結体は、知られ
ていない。
スとして使用しうるフッ素アパタイト焼結体は、知られ
ていない。
「発明の目的」 本発明は、耐酸性及び機械的強度に優れたリン酸カル
シウム系セラミックス焼結体を提供することを目的とす
る。
シウム系セラミックス焼結体を提供することを目的とす
る。
「発明の構成」 本発明によるリン酸カルシウム系セラミックス焼結体
は、主成分が一般式（Ｉ） Ca10(PO4)6(OH)2-2xF2x （Ｉ） 〔式中ｘは0.1〜1.0の数を示す〕で表わされるフッ素ア
パタイトであり、さらにリン酸三カルシウムを0.1〜5
0重量％含有することを特徴とするもの、セラミック
スを構成する一次粒子の大きさが0.1μｍ〜30μｍであ
り、気孔率が５％以下であることを特徴とするもの及び
気孔率が20〜80％で、気孔径が１μｍ〜2000μｍであ
ることを特徴とするもの、の三つの態様を有するとす
る。
は、主成分が一般式（Ｉ） Ca10(PO4)6(OH)2-2xF2x （Ｉ） 〔式中ｘは0.1〜1.0の数を示す〕で表わされるフッ素ア
パタイトであり、さらにリン酸三カルシウムを0.1〜5
0重量％含有することを特徴とするもの、セラミック
スを構成する一次粒子の大きさが0.1μｍ〜30μｍであ
り、気孔率が５％以下であることを特徴とするもの及び
気孔率が20〜80％で、気孔径が１μｍ〜2000μｍであ
ることを特徴とするもの、の三つの態様を有するとす
る。
本発明による焼結体は、上記の一般式（Ｉ）で表わさ
れるフッ素アパタイトの他に、リン酸三カルシウムを0.
1〜50重量％含んでいてもよい。しかし、リン酸三カル
シウムの量が50重量％を超えると溶解性が高くなり、好
ましくない。
れるフッ素アパタイトの他に、リン酸三カルシウムを0.
1〜50重量％含んでいてもよい。しかし、リン酸三カル
シウムの量が50重量％を超えると溶解性が高くなり、好
ましくない。
また、本発明によるリン酸カルシウム系セラミックス
焼結体は、上記の一般式（Ｉ）で表わされるフッ素アパ
タイトを主成分として含む粉末を800〜1100℃で焼結す
ることによって製造される。
焼結体は、上記の一般式（Ｉ）で表わされるフッ素アパ
タイトを主成分として含む粉末を800〜1100℃で焼結す
ることによって製造される。
一般式（Ｉ）で表わされるフッ素アパタイトは、特願
昭63-93191号明細書に提案したように、フッ素源として
フッ化水素アンモニウムを用いて製造するのが好まし
い。すなわち、フッ化水素アンモニウムを添加したリ
ン酸水溶液を水酸化カルシウムスラリーに滴下する方
法、フッ化水素アンモニウムを添加した水酸化カルシ
ウムスラリーにリン酸水溶液を滴下する方法、又は水
酸化カルシウムスラリーにリン酸水溶液を滴下してハイ
ドロキシアパタイトを生成させた後、フッ化水素アンモ
ニウム水溶液を滴下し、乾燥後、熱処理する方法によっ
て製造するのが好ましい。このような湿式法の他に、リ
ン化合物とカルシウム化合物とフッ素化合物を所定の割
合で混合し、高温下に反応させる乾式合成法でフッ素ア
パタイトを製造することもできる。いずれの方法で製造
したフッ素アパタイトを用いてもよいが、焼結時に妨害
となる不純物を含まないものを用いるべきである。
昭63-93191号明細書に提案したように、フッ素源として
フッ化水素アンモニウムを用いて製造するのが好まし
い。すなわち、フッ化水素アンモニウムを添加したリ
ン酸水溶液を水酸化カルシウムスラリーに滴下する方
法、フッ化水素アンモニウムを添加した水酸化カルシ
ウムスラリーにリン酸水溶液を滴下する方法、又は水
酸化カルシウムスラリーにリン酸水溶液を滴下してハイ
ドロキシアパタイトを生成させた後、フッ化水素アンモ
ニウム水溶液を滴下し、乾燥後、熱処理する方法によっ
て製造するのが好ましい。このような湿式法の他に、リ
ン化合物とカルシウム化合物とフッ素化合物を所定の割
合で混合し、高温下に反応させる乾式合成法でフッ素ア
パタイトを製造することもできる。いずれの方法で製造
したフッ素アパタイトを用いてもよいが、焼結時に妨害
となる不純物を含まないものを用いるべきである。
なお、フッ素アパタイトの合成の際に、カルシウム／
リンの比をCa/P＜1.666とすることにより、リン酸三カ
ルシウム〔Ca3(PO4)2〕を含む化合物を得ることができ
る。さらに、フッ素の含有率を変化させることにより、
ハイドロキシアパタイトの水酸基が任意の割合でフッ素
に置換されたものを得ることができるが、本発明におい
ては、一般式（Ｉ）中のｘが0.1〜1.0のものを用いる。
ｘが0.1未満であると、耐酸性の向上が見られないため
である。
リンの比をCa/P＜1.666とすることにより、リン酸三カ
ルシウム〔Ca3(PO4)2〕を含む化合物を得ることができ
る。さらに、フッ素の含有率を変化させることにより、
ハイドロキシアパタイトの水酸基が任意の割合でフッ素
に置換されたものを得ることができるが、本発明におい
ては、一般式（Ｉ）中のｘが0.1〜1.0のものを用いる。
ｘが0.1未満であると、耐酸性の向上が見られないため
である。
上記のような湿式法で得られたフッ素アパタイトを主
成分として含む液体は、噴霧乾燥機、バンド乾燥機、真
空凍結乾燥機などを用いて公知の乾燥方法によって粉末
化し、セラミックス原料粉末とすることができる。
成分として含む液体は、噴霧乾燥機、バンド乾燥機、真
空凍結乾燥機などを用いて公知の乾燥方法によって粉末
化し、セラミックス原料粉末とすることができる。
本発明の焼結体の製造に用いるセラミックス原料粉末
は、100Å〜1000Åの微細な粒子であるか、又はそれら
が互いに結合した二次粒子であり、その二次粒子の平均
粒径が0.5〜20μｍであることが望ましい。これは、一
次粒子が1000Åを超えたものであると、焼結活性が劣る
ためである。
は、100Å〜1000Åの微細な粒子であるか、又はそれら
が互いに結合した二次粒子であり、その二次粒子の平均
粒径が0.5〜20μｍであることが望ましい。これは、一
次粒子が1000Åを超えたものであると、焼結活性が劣る
ためである。
得られたセラミックス原料粉末を、必要に応じて仮
焼、粉砕し、公知のセラミックス成形法で成形加工し、
800〜1100℃の温度で焼結することにより焼結体を得る
ことができる。
焼、粉砕し、公知のセラミックス成形法で成形加工し、
800〜1100℃の温度で焼結することにより焼結体を得る
ことができる。
乾式成形法としては、例えば静水圧プレスなどを用い
る圧縮成形が用いられ、湿式成形法としては、鋳込成
形、押出成形、射出成形、シート成形などが用いられ
る。一般に、これらの方法によって得られる成形体は、
焼成によって緻密な焼結体となるが、生体材料、センサ
ーなど、多孔質構造が望まれる場合には、成形時に発泡
工程を組み入れたり、成形体中に焼成によって分解し揮
散焼失するような物質を所定の割合で混合するなど、公
知の多孔体の製造方法により成形する。
る圧縮成形が用いられ、湿式成形法としては、鋳込成
形、押出成形、射出成形、シート成形などが用いられ
る。一般に、これらの方法によって得られる成形体は、
焼成によって緻密な焼結体となるが、生体材料、センサ
ーなど、多孔質構造が望まれる場合には、成形時に発泡
工程を組み入れたり、成形体中に焼成によって分解し揮
散焼失するような物質を所定の割合で混合するなど、公
知の多孔体の製造方法により成形する。
これらの成形体は、必要に応じて二次加工などの仕上
げ加工後、焼成する。焼成は、空気中で行ってもよい
が、アルゴン、窒素などの不活性ガス雰囲気中で行って
もよい。また、焼成を真空、常圧、高圧（200MPa）など
で行うこともできる。
げ加工後、焼成する。焼成は、空気中で行ってもよい
が、アルゴン、窒素などの不活性ガス雰囲気中で行って
もよい。また、焼成を真空、常圧、高圧（200MPa）など
で行うこともできる。
フッ素アパタイト中のフッ素は、加熱によって揮発し
やすく、殊に水蒸気が存在すると、下記の反応式により
フッ素の揮発率が高くなると考えられる。
やすく、殊に水蒸気が存在すると、下記の反応式により
フッ素の揮発率が高くなると考えられる。
Ca10(PO4)6F2＋2H2O →Ca10(PO4)6(OH)2＋2HF さらに、この反応によって生じたハイドロキシアパタイ
トが次式により分解することも考えられる。
トが次式により分解することも考えられる。
Ca10(PO4)6(OH)2→ 3Ca3(PO4)2＋CaO＋H2O したがって、本発明におけるフッ素アパタイトを主成
分とする焼結体を得るには、水蒸気を含まない不活性ガ
ス雰囲気中、乾燥空気中又は真空中で焼成を行うのが好
ましいが、水蒸気を含む空気中で焼成しても、酸化カル
シウム及び／又はフッ素カルシウムは、表面に生じるだ
けであるので、これらの生成による影響は全くないか、
あるいは少ない。
分とする焼結体を得るには、水蒸気を含まない不活性ガ
ス雰囲気中、乾燥空気中又は真空中で焼成を行うのが好
ましいが、水蒸気を含む空気中で焼成しても、酸化カル
シウム及び／又はフッ素カルシウムは、表面に生じるだ
けであるので、これらの生成による影響は全くないか、
あるいは少ない。
焼成温度は、800〜1100℃の範囲であるのが好まし
い。800℃未満では、充分な焼結が起こらず、また、110
0℃を超えると、酸化カルシウム量が多くなりすぎ、強
度が低下する傾向がある。
い。800℃未満では、充分な焼結が起こらず、また、110
0℃を超えると、酸化カルシウム量が多くなりすぎ、強
度が低下する傾向がある。
上記の方法により緻密質焼結体を製造する場合には、
相対密度95％以上の緻密な焼結体が得られる。
相対密度95％以上の緻密な焼結体が得られる。
従来、ハイドロキシアパタイトの場合には、相対密度
95％以上の緻密な焼結体を得るためには通常、少なくと
も1000℃以上で焼結しなければならないことが常識であ
った。しかし、本発明の方法によれば、1000℃以下で
も、ハイドロキシアパタイトと同様な結晶構造及び物理
化学的性質を有するフッ素アパタイトの焼結体が得られ
ることが判明した。
95％以上の緻密な焼結体を得るためには通常、少なくと
も1000℃以上で焼結しなければならないことが常識であ
った。しかし、本発明の方法によれば、1000℃以下で
も、ハイドロキシアパタイトと同様な結晶構造及び物理
化学的性質を有するフッ素アパタイトの焼結体が得られ
ることが判明した。
本発明の焼結体を構成する一次粒子の大きさは、0.1
〜30μｍの範囲であるのが好ましい。0.1μｍ未満の粒
径のものは、合成が困難であり、また、30μｍを超える
ものは、粒成長に伴う焼結体強度の低下が問題となる。
〜30μｍの範囲であるのが好ましい。0.1μｍ未満の粒
径のものは、合成が困難であり、また、30μｍを超える
ものは、粒成長に伴う焼結体強度の低下が問題となる。
また、力学的強度が要求される場合、多孔体より緻密
体であることが望ましいが、その際の気孔率は５％以下
であることが望ましい。気孔率が５％を超えると、強度
の低下が著しくなるからである。
体であることが望ましいが、その際の気孔率は５％以下
であることが望ましい。気孔率が５％を超えると、強度
の低下が著しくなるからである。
しかし、バイオセラミックスやセンサーなどに本発明
の焼結体を用いる場合には、目的に応じて気孔径、気孔
率を有する多孔体であることが望ましい。バイオセラミ
ックスの場合には、少なくとも表面又は全体の気孔率が
20〜80％で、気孔径が１μｍ〜2000μｍであることが望
まれる。気孔径は10μｍ〜500μｍであることが一層好
ましい。また、ガスセンサーなどの場合には、10Å〜10
000Åの細孔を有するものが好ましい。
の焼結体を用いる場合には、目的に応じて気孔径、気孔
率を有する多孔体であることが望ましい。バイオセラミ
ックスの場合には、少なくとも表面又は全体の気孔率が
20〜80％で、気孔径が１μｍ〜2000μｍであることが望
まれる。気孔径は10μｍ〜500μｍであることが一層好
ましい。また、ガスセンサーなどの場合には、10Å〜10
000Åの細孔を有するものが好ましい。
「発明の実施例」 次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳しく説明す
るが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではな
い。
るが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではな
い。
実施例１ 0.5M濃度の水酸化カルシウムスラリー10lに撹拌しな
がら28.5gのフッ化水素アンモニウムを溶解した0.3M濃
度のリン酸水溶液10lをローラーポンプを用いて毎分5ml
の速度で滴下した。滴下終了後24時間経過した時点で撹
拌を停止し、静止状態で48時間熟成した。生成物をスプ
レードライヤーで下記の条件で乾燥し、造粒した。
がら28.5gのフッ化水素アンモニウムを溶解した0.3M濃
度のリン酸水溶液10lをローラーポンプを用いて毎分5ml
の速度で滴下した。滴下終了後24時間経過した時点で撹
拌を停止し、静止状態で48時間熟成した。生成物をスプ
レードライヤーで下記の条件で乾燥し、造粒した。
乾燥条件 入口温度 200℃ 出口温度 80℃ 乾燥速度 1.6l/h 噴霧方式 ディスクタイプアトマイザー 回転数 30000rpm 造粒した粉末を700℃で仮焼し、金型でプレス成形し
た後、200kg/cm2の圧力で静水圧プレスで圧縮し、グリ
ーン成形体を得た。この成形体を箱型電気炉を用い、空
気中で860℃で４時間焼成したところ、相対密度99％の
緻密な焼結体が得られた。
た後、200kg/cm2の圧力で静水圧プレスで圧縮し、グリ
ーン成形体を得た。この成形体を箱型電気炉を用い、空
気中で860℃で４時間焼成したところ、相対密度99％の
緻密な焼結体が得られた。
得られた焼結体を粉砕せずに、表面をＸ線回折により
分析したところａ軸長9.365Å、ｃ軸長6.883オングスト
ロームであり、ASTMカードのデータと一致していること
から、フッ素アパタイトであることを確認できた。ま
た、酸化カルシウムのピークも検出された。この結果を
第１図に示す。さらに、焼結体表面の赤外線反射スパク
トルを測定した結果を第２図に示す。ハイドロキシアパ
タイトに見られる630cm-1付近の水酸基による吸収が見
られないことからハイドロキシアパタイトの水酸基がフ
ッ素に置換されたフッ素アパタイトであることが確認さ
れた。また、焼結体の表面を走査電子顕微鏡で観察した
ところ、一次粒子の大きさは、約0.3μｍであった。な
お、焼結体を粉砕し、粉末をＸ線回折により分析したと
ころ、酸化カルシウムは検出されなかった。
分析したところａ軸長9.365Å、ｃ軸長6.883オングスト
ロームであり、ASTMカードのデータと一致していること
から、フッ素アパタイトであることを確認できた。ま
た、酸化カルシウムのピークも検出された。この結果を
第１図に示す。さらに、焼結体表面の赤外線反射スパク
トルを測定した結果を第２図に示す。ハイドロキシアパ
タイトに見られる630cm-1付近の水酸基による吸収が見
られないことからハイドロキシアパタイトの水酸基がフ
ッ素に置換されたフッ素アパタイトであることが確認さ
れた。また、焼結体の表面を走査電子顕微鏡で観察した
ところ、一次粒子の大きさは、約0.3μｍであった。な
お、焼結体を粉砕し、粉末をＸ線回折により分析したと
ころ、酸化カルシウムは検出されなかった。
実施例２ 実施例１においてフッ化水素アンモニウムの量を14.2
5gとして同様な方法で合成を行い、乾燥、仮焼、成形
後、成形体を空気中で1100℃で４時間焼成したところ、
相対密度99.9％の緻密な焼結体を得た。
5gとして同様な方法で合成を行い、乾燥、仮焼、成形
後、成形体を空気中で1100℃で４時間焼成したところ、
相対密度99.9％の緻密な焼結体を得た。
焼結体表面のＸ線回折結果を第３図に示す。表面に
は、アパタイトの分解によって微量の酸化カルシウムが
生じている。一方、焼結体を粉砕し、粉末Ｘ線回折分析
を行ったところ、酸化カルシウムのピークは検出されな
かった。したがって、分解は、表面の一部のみで起こっ
たにすぎないと考えられる。Ｘ線回折データより格子定
数を求めたところ、ａ軸長は9.388Å、ｃ軸長は6.874Å
であった。ａ軸長がハイドロキシアパタイトとフッ素ア
パタイトの中間の値であること、及び元素分析により求
めたフッ素の含有量が1.85％であったことから、上記の
焼結体は、ハイドロキシアパタイトの水酸基の約1/2が
フッ素で置換された水酸−フッ素アパタイトであること
が分かった。
は、アパタイトの分解によって微量の酸化カルシウムが
生じている。一方、焼結体を粉砕し、粉末Ｘ線回折分析
を行ったところ、酸化カルシウムのピークは検出されな
かった。したがって、分解は、表面の一部のみで起こっ
たにすぎないと考えられる。Ｘ線回折データより格子定
数を求めたところ、ａ軸長は9.388Å、ｃ軸長は6.874Å
であった。ａ軸長がハイドロキシアパタイトとフッ素ア
パタイトの中間の値であること、及び元素分析により求
めたフッ素の含有量が1.85％であったことから、上記の
焼結体は、ハイドロキシアパタイトの水酸基の約1/2が
フッ素で置換された水酸−フッ素アパタイトであること
が分かった。
実施例１及び実施例２における格子定数データを第４
図に示す。
図に示す。
実施例３ 実施例１で製造した成形体を真空炉内で真空度４×10
-6トル、昇温速度200℃／時間、焼成温度900℃、950℃
及び1000℃の条件でそれぞれ焼成し、直径約5mm、長さ2
2mmの焼結体を得た。
-6トル、昇温速度200℃／時間、焼成温度900℃、950℃
及び1000℃の条件でそれぞれ焼成し、直径約5mm、長さ2
2mmの焼結体を得た。
各焼結体について、相対密度及び曲げ強度を測定し、
結果を下記の第１表に示す。
結果を下記の第１表に示す。
また、1000℃で真空焼成した上記のフッ素アパタイト
（FApと記す）と1020℃で大気焼成したハイドロキシア
パタイト（HApと記す）をそれぞれ200mlの蒸留水及びpH
5の酢酸緩衝液中に10日間浸漬した後、溶出したカルシ
ウム濃度及びリン濃度を測定して溶解性を調べ、結果を
第２表に示す。
（FApと記す）と1020℃で大気焼成したハイドロキシア
パタイト（HApと記す）をそれぞれ200mlの蒸留水及びpH
5の酢酸緩衝液中に10日間浸漬した後、溶出したカルシ
ウム濃度及びリン濃度を測定して溶解性を調べ、結果を
第２表に示す。
以上の実施例の結果から、ハイドロキシアパタイトの
場合、相対密度99％以上の緻密な焼結体を得るために
は、常圧焼結の場合、1050℃以上、高圧焼結の場合で
も、1000℃以上の温度が必要であったが、本発明によれ
ば相対密度99％以上の高密度焼結体が大気中、真空中に
かかわらず、1000℃以下の温度で得られることが分かっ
た。
場合、相対密度99％以上の緻密な焼結体を得るために
は、常圧焼結の場合、1050℃以上、高圧焼結の場合で
も、1000℃以上の温度が必要であったが、本発明によれ
ば相対密度99％以上の高密度焼結体が大気中、真空中に
かかわらず、1000℃以下の温度で得られることが分かっ
た。
また、ハイドロキシアパタイトは酢酸緩衝液中で高い
溶解性を示したが、フッ素アパタイトは、酢酸緩衝液中
でも蒸留水中と同様に低い溶解性を示す。すなわち、本
発明の焼結体は、高い耐酸性を有する。さらに、真空焼
成されたフッ素アパタイト焼結体をＸ線回折により分析
したところ、表面においても酸化カルシウムは存在しな
いことが確認された。
溶解性を示したが、フッ素アパタイトは、酢酸緩衝液中
でも蒸留水中と同様に低い溶解性を示す。すなわち、本
発明の焼結体は、高い耐酸性を有する。さらに、真空焼
成されたフッ素アパタイト焼結体をＸ線回折により分析
したところ、表面においても酸化カルシウムは存在しな
いことが確認された。
実施例４ 実施例１に示した方法により得たフッ素アパタイト粉
末100gを３％過酸化水素水に分散し、粘度40cp（センチ
ポアズ）のスラリーを調製した。本スラリーをガラス容
器に移し、120℃に設定された恒温槽で48時間かけて発
泡、乾燥を行い、乾燥発泡体を得た。乾燥発泡体を1200
℃で４時間焼成した。昇温速度は800℃まで、毎時200
℃、800℃から1200℃までは毎時100℃とした。焼結体を
蒸留水を注水しながらダイヤモンドカッターで切断し、
10×20×30mmの直方体ブロックを得た。ブロックの気孔
率は約40％、気孔は直径100μｍ〜2000μｍのマイクロ
ポアと二次粒子間隙から成る２μｍ前後のミクロポアか
ら成っていた。全ての気孔は互いに連続しており、バイ
オセラミックスとして理想的な構造を有していた。
末100gを３％過酸化水素水に分散し、粘度40cp（センチ
ポアズ）のスラリーを調製した。本スラリーをガラス容
器に移し、120℃に設定された恒温槽で48時間かけて発
泡、乾燥を行い、乾燥発泡体を得た。乾燥発泡体を1200
℃で４時間焼成した。昇温速度は800℃まで、毎時200
℃、800℃から1200℃までは毎時100℃とした。焼結体を
蒸留水を注水しながらダイヤモンドカッターで切断し、
10×20×30mmの直方体ブロックを得た。ブロックの気孔
率は約40％、気孔は直径100μｍ〜2000μｍのマイクロ
ポアと二次粒子間隙から成る２μｍ前後のミクロポアか
ら成っていた。全ての気孔は互いに連続しており、バイ
オセラミックスとして理想的な構造を有していた。
実施例５ 0.5M濃度の水酸化カルシウムスラリー10lに撹拌しな
がら28.5gのフッ化水素アンモニウムを溶解させた。0.3
M濃度のリン酸水溶液10lをローラーポンプを用いた毎分
5mlの速度で滴下した。滴下終了後、0.3M濃度のリン酸
水溶液0.45lを加え、24時間撹拌後、48時間静置熟成を
行った。生成スラリーを実施例１と同様な条件で乾燥、
造粒、成形後、1050℃で４時間焼成を行い、相対密度96
％の緻密体を得た。
がら28.5gのフッ化水素アンモニウムを溶解させた。0.3
M濃度のリン酸水溶液10lをローラーポンプを用いた毎分
5mlの速度で滴下した。滴下終了後、0.3M濃度のリン酸
水溶液0.45lを加え、24時間撹拌後、48時間静置熟成を
行った。生成スラリーを実施例１と同様な条件で乾燥、
造粒、成形後、1050℃で４時間焼成を行い、相対密度96
％の緻密体を得た。
焼結体を粉末Ｘ線法により分析したところ、フッ素ア
パタイトとβ−三リン酸カルシウムから成ることが確認
できた。なお、これらの成分のメインピーク比は約7:3
であった。また、化学分析によりカルシウムとリンの比
であるCa/Pを求めたところ、その値は約1.59であった。
パタイトとβ−三リン酸カルシウムから成ることが確認
できた。なお、これらの成分のメインピーク比は約7:3
であった。また、化学分析によりカルシウムとリンの比
であるCa/Pを求めたところ、その値は約1.59であった。
「発明の効果」 本発明によるリン酸カルシウム系セラミックス焼結体
は、耐酸性及び機械的強度において優れ、人工歯根、人
工骨などの硬組織代替・補填材料や、人工気管、人工血
管、CAPD用経皮素子などの軟組織代替・補填材料として
適しているばかりでなく、ICパッケージ基板などの電子
材料の基板、温度センサー、耐熱部品、バイオリアクタ
ーなど固定化酵素用担体としても有用である。
は、耐酸性及び機械的強度において優れ、人工歯根、人
工骨などの硬組織代替・補填材料や、人工気管、人工血
管、CAPD用経皮素子などの軟組織代替・補填材料として
適しているばかりでなく、ICパッケージ基板などの電子
材料の基板、温度センサー、耐熱部品、バイオリアクタ
ーなど固定化酵素用担体としても有用である。
また、第二成分としてリン酸三カルシウムを含む本発
明のセラミックス焼結体は、これをイソプラント材料と
して用いたとき、このリン酸三カルシウムが溶解吸収さ
れ、新しく生じた新生骨と速やかに置換するので、骨と
緊密な結合を形成し、他の非吸収性部分（フッ素アパタ
イト部分）がインプラント部位の形状を維持し、そこに
加えられる荷重を維持する機能を有する理想的な生体セ
ラミックスである。
明のセラミックス焼結体は、これをイソプラント材料と
して用いたとき、このリン酸三カルシウムが溶解吸収さ
れ、新しく生じた新生骨と速やかに置換するので、骨と
緊密な結合を形成し、他の非吸収性部分（フッ素アパタ
イト部分）がインプラント部位の形状を維持し、そこに
加えられる荷重を維持する機能を有する理想的な生体セ
ラミックスである。
第１図は実施例１で得られた焼結体の表面のＸ線回折
図、第２図は実施例１で得られた焼結体の表面の赤外線
反射スペクトル、第３図は実施例２で得られた焼結体の
表面のＸ線回折図、第４図はフッ素化度とアパタイト結
晶の格子定数の関係を示すグラフである。
図、第２図は実施例１で得られた焼結体の表面の赤外線
反射スペクトル、第３図は実施例２で得られた焼結体の
表面のＸ線回折図、第４図はフッ素化度とアパタイト結
晶の格子定数の関係を示すグラフである。
Claims (3)
- 【請求項１】一般式： Ca10(PO4)6(OH)2-2xF2x 〔式中ｘは0.1〜1.0の数を示す〕で表わされるフッ素ア
パタイトと共に、リン酸三カルシウムを0.1〜50重量％
含有することを特徴とするリン酸カルシウム系セラミッ
クス焼結体。 - 【請求項２】主成分として一般式： Ca10(PO4)6(OH)2-2xF2x 〔式中ｘは0.1〜1.0の数を示す〕で表わされるフッ素ア
パタイトを含有し、セラミックスを構成する一次粒子の
大きさが0.1μｍ〜30μｍであり、気孔率が５％以下で
あることを特徴とするリン酸カルシウム系セラミックス
焼結体。 - 【請求項３】主成分として一般式： Ca10(PO4)6(OH)2-2xF2x 〔式中ｘは0.1〜1.0の数を示す〕で表わされるフッ素ア
パタイトを含有し、気孔率が20〜80％で、気孔径が１μ
ｍ〜2000μｍであることを特徴とする多孔質リン酸カル
シウム系セラミックス焼結体。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63181097A JP2696345B2 (ja) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | リン酸カルシウム系セラミックス焼結体 |
| SE8901357A SE8901357L (sv) | 1988-04-15 | 1989-04-14 | Sintrade keramiska material av kalciumfosfattyp och foer framstaellning daerav |
| DE3912379A DE3912379A1 (de) | 1988-04-15 | 1989-04-14 | Gesinterte kalziumphosphat-keramik und verfahren zu deren herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63181097A JP2696345B2 (ja) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | リン酸カルシウム系セラミックス焼結体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0230653A JPH0230653A (ja) | 1990-02-01 |
| JP2696345B2 true JP2696345B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=16094782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63181097A Expired - Lifetime JP2696345B2 (ja) | 1988-04-15 | 1988-07-20 | リン酸カルシウム系セラミックス焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2696345B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106904962A (zh) * | 2017-02-28 | 2017-06-30 | 华南理工大学 | 一种生物活性氧化锆牙科陶瓷材料的制备方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022168490A (ja) * | 2021-04-26 | 2022-11-08 | 京セラ株式会社 | 基地局装置、無線通信システム、及び通信制御方法 |
-
1988
- 1988-07-20 JP JP63181097A patent/JP2696345B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106904962A (zh) * | 2017-02-28 | 2017-06-30 | 华南理工大学 | 一种生物活性氧化锆牙科陶瓷材料的制备方法 |
| CN106904962B (zh) * | 2017-02-28 | 2020-05-22 | 华南理工大学 | 一种生物活性氧化锆牙科陶瓷材料的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0230653A (ja) | 1990-02-01 |
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Legal Events
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